Читайте также:
|
Экосистема любого уровня состоит из двух основных компонентов: автотрофного и гетеротрофного. Автотрофные организмы это продуценты, фотосинтезирующие растения (фототрофы) или хемотрофы, все они создают энергетическую базу для существования гетеротрофного компонента, с них начинается круговорот веществ. Гетеротрофные организмы, к которым относятся консументы первого, второго и третьего порядков, а также редуценты (деструкторы), используют, разлагают и перестраивают сложные вещества, синтезированные автотрофами. Автотрофные организмы не могут существовать без гетеротрофов, поскольку они создают минеральную питательную базу для продуцентов, а также перерабатывают выделения растений — газообразные, жидкие вещества и т.д., таким образом проводя детоксикацию продуктов жизнедеятельности автотрофов. Кроме того, экосистема взаимо действует с участком неживой природы с запасом минеральных элементов, где располагается экосистема.
Структура экосистемы достаточно полно проявляется на примере биоценоза (биогеоценоза) (см. рис. 3.1).
Все компоненты любого биогеоценоза тесно связаны между собой единством территории, общим потоком энергии (от Солнца к автотрофам и от них — к гетеротрофам), обменом биогенных химических элементов, сезонными колебаниями климатических условий, численностью и взаимной приспособленностью видов всех уровней организации.
Биоценозы — в отличие от биогеоценоза, включают только взаимосвязанные между собой живые организмы, обитающие в данной местности. Биоценоз, это, по сути, система популяций, населяющих экотоп. Биоценозы — группировки живых организмов в стабильном равновесии и устойчивые во времени. Они характеризуются видовым разнообразием — числом видов растений и животных, образующих биоценоз, плотностью популяций — видов в данном биоценозе, биомассой — общим количеством живого органического вещества, выраженного в единицах массы. Количество биомассы, появившейся в биоценозе в единицу времени, называется продуктивностью.
Пространственная структура биоценоза проявляется в закономерном размещении разных видов друг относительно друга на занимаемой территории. Все виды в биоценозе расположены на различных ярусах. Соответственно, расчлененность биоценоза на горизонты, слои и т.п. носит название ярусности.
Из многих сходных по своей биологии видов одного биоценоза (или экосистемы) обычно лишь немногие (5—10 %) составляют основную часть (как правило, */^), биомассы данной группы.
Виды, количественно преобладающие в данном сообществе, называются видами-доминантами. Они имеют высокую плотность популяций, что говорит об их оптимальной приспособленности к данному биоценозу и большом для нее значении.
Кроме того, для вида, как структурного элемента биоценоза, имеет решающее значение не его систематическое положение, а так называемая жизненная форма, внешний облик организма, отражающий его приспособленность к условиям среды. Например, у растений разными жизненными формами являются деревья, кустарники, лианы, травы и т.д. Один и тот же вид может иметь разные жизненные формы в различных условиях. Скажем, кедр в равнинных лесах — это высокоствольное дерево, а в высокогорье — низкорослый стланик.
Наиболее развита пространственная структура в лесных биоценозах. Вертикальная структура типичного сообщества хвойного леса умеренной зоны включает несколько ярусов:
1. Древесный ярус. Здесь произрастают сосна и лиственные деревья — береза и осина. В этом ярусе обитают свыше 1000 видов насекомых, жизнедеятельность которых тесно связана с деревьями, многие виды птиц, а также млекопитающие.
2. Кустарниковый ярус. Представлен калиной обыкновенной, крушиной, боярышником, шиповником, некоторыми видами птиц и млекопитающих, многими видами насекомых.
3. Травянистый ярус. Здесь можно встретить травы, невысокие лесные растения, подрост деревьев, папоротники, мхи и лишайники. В травянистом ярусе и приземном слое обитает множество беспозвоночных: пауки, мухи, жуки, бабочки, пчелы, осы, комары, муравьи и т.д. На земле устраивают свои гнезда глухарь, тетерев, вальдшнеп. Этот же ярус является средой обитания и млекопитающих: косули, волка, лисицы, зайца-беляка, разнообразньк грызунов, насекомоядных.
4. Подстилка. На этом ярусе расположены мертвые и разлагающиеся организмы. Здесь обитают редуценты — беспозвоночные животные, грибы и бактерии.
5. Почва. В этом ярусе находятся корни растений. Место зимовки многих беспозвоночных. Среди постоянньк обитателей яруса можно выделить дождевых червей, гусениц, личинок многих насекомых (жуков, мух и т.д.), мокриц, ногохвосток, а из млекопитающих — кротов. В этом слое находятся и норы таких млекопитающих, как лисицы, барсуки грызуны и пр. Следует обратить внимание на то, что некоторые животные могут перемещаться из одного яруса в другой. Например, белка может кормиться на земле, а спит и выводит потомство на деревьях. Птицы зачастую отдыхают и гнездятся на одном ярусе, а питаются на других (например, совы).
Надо отметить, что существуют и неполнокомпонентные биоценозы, например болота, где зачастую отсутствуют некоторые ярусы (в первую очередь древесный), приливно-отливные системы, птичьи базары.
Проявления ярусности встречаются не только в наземных экосистемах, но и в водных.
Ближе к поверхности воды обитает планктон. Выделяют фотосинтезирующие свободно плавающие водоросли — фитопланктон, а также зоопланктон — мелких ракообразных, личинок моллюсков и рыб, медуз, мелких рыб. В толще воды обитает нектон — рыбы, в морях и океанах также пресмыкающиеся (морские змеи и черепахи) и млекопитающие: китообразные (дельфины и киты) и ластоногие (тюлени). В придонном слое обитают организмы, питающиеся в основном разлагающимися остатками — бентос: черви, моллюски, ракообразные и т.д.
В состав каждого биоценоза входят следующие функциональные компоненты: продуценты, консументы I—III порядков, а также редуценты, образующие пищевые цепи разных типов (пастбищные и детритные). Такая структура экосистемы обеспечивает перенос энергии от звена (трофического уровня) к звену. В реальных условиях цепи питания могут иметь разное число звеньев, кроме того, трофические цепи могут перекрещиваться, образуя сети питания. Почти все виды животных, за исключением очень специализированных в пищевом отношении, используют не один какой-нибудь источник пищи, а несколько. Если один член биоценоза выпадает из сообщества, вся система не нарушается, так как используются другие источники питания. Чем больше видовое разнообразие в биоценозе, тем он устойчивее. Например, в цепи питания растения—заяц—лиса всего три звена. Но лиса питается не только зайцами, но и грызунами и птицами. У зайца также есть альтернативные виды корма — зеленые части растений, сухие стебли ("сено"), веточки деревьев и кустарников и т.д.
Общая закономерность состоит в том, что в начале пищевой цепи всегда находятся зеленые растения, а в конце - хищники. С каждым звеном в цепи организмы становятся крупнее и медленнее размножаются. Особи вида, занимающего положение высшего звена, свободно размножаются, конкурируют друг с другом, но во взрослом состоянии не имеют опасных врагов и непосредственно не истребляются. Виды, занимающие положение низших звеньев, хотя и обеспечены питанием, но сами интенсивно поедаются (например, грызуны). Отбор идет у этой группы в направлении увеличения плодовитости. Такие организмы превращаются в кормовую базу высших животных без всяких перспектив прогрессивной эволюции.
Помимо играющих очень важную роль трофических связей, в биоценозе существуют и другие взаимоотношения. Одни организмы становятся субстратом для других (например, деревья и лишайники на них), создают для других организмов необходимый микроклимат, обеспечивают нормальное размножение (опыление цветковых растений насекомыми) или расселение организмов (например, распространение кедровкой семян сибирской кедровой сосны).
Динамика взаимодействия и работы различных компонентов экосистемы — важнейший временной аспект организации сообщества. Как уже отмечалось в первой главе, очень важно, чтобы темпы преобразования вещества и энергии во всех звеньях экосистемы совпадали. Без этого устойчивое существование биоценоза невозможно.
Дата добавления: 2015-04-12; просмотров: 15 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |